CN107167214A - 油量传感器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种油量传感器，该油量传感器包括电极组件及分别连接于所述电极组件两端的端盖组件和绝缘组件，所述电极组件包括相互平行的两个电极板，所述端盖组件设有两个安装槽，所述绝缘组件设有两个凹槽，每一电极板的两端分别容纳于一安装槽和一凹槽。该油量传感器组装简单，节约人力物力，整体结构稳固。

Description

油量传感器

技术领域

本发明涉及油量传感器技术领域。

背景技术

现有技术中电容式油量传感器相比传统的浮子式油量传感器，取消了机 械传动机构，结构紧凑、体积较小、使用时间更长、精度大幅度提高，电容 式传感器的工作原理是根据圆筒形电容器原理进行工作的，电容器由两个绝 缘的同轴圆柱极板内电极和外电极组成，在两筒之间充以介电常数为e的电解 质时，两圆筒间的电容量为C＝2πeL/lnD/d，式中L为两筒相互重合部分的长度； D为外筒电极的直径；d为内筒电极的直径；e为中间介质的电介常数。在实际 测量中D、d、e是基本不变的，故测得C即可知道液位的高低。

目前的电容式油量传感器中的板式电容结构大多是在套筒内壁设有插

槽，电极板滑动设于插槽，将电极板插入插槽完成安装，此种安装方式对套 筒的加工有一定难度，耗费较多人力和物力；且电极板容易沿着套筒上下移 动，整体结构不够稳固。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种油量传感器，旨在简化电极板的安装，节 约人力物力，提高电极板的整体牢固性。

为实现上述目的，本发明提出的油量传感器包括电极组件及分别连接于 所述电极组件两端的端盖组件和绝缘组件，所述电极组件包括相互平行的两 个电极板，所述端盖组件设有两个安装槽，所述绝缘组件设有两个凹槽，每 一电极板的两端分别容纳于一安装槽和一凹槽。

优选的，两个所述电极板的相对表面均设有两个间隔的金属片，每一金 属片为直角三角形结构。

优选的，所述电极组件还包括套筒，两个所述电极板均容纳于所述套筒， 所述套筒的两端分别容纳于所述端盖组件和所述绝缘组件。

优选的，所述套筒包括电磁屏蔽护套及套设于所述电磁屏蔽护套的保护 套。

优选的，所述端盖组件包括端盖及盖设于所述端盖远离所述电极组件一 端的盖板，所述端盖内设有绝缘片、PCB板及传感器，所述传感器的两端分 别与所述绝缘片和所述PCB板连接，所述绝缘片与所述电极板和所述套筒连 接。

优选的，所述端盖包括第一容纳部和第二容纳部，所述第一容纳部与所 述第二容纳部呈夹角设置，所述PCB板容纳于所述第一容纳部，且所述盖板 盖设于所述第一容纳部，所述绝缘片、所述传感器均容纳于所述第二容纳部。

优选的，所述第二容纳部设有两个安装槽，每一电极板的一端容纳于一 安装槽。

优选的，所述绝缘组件包括桩头及容纳于所述桩头的衬垫，所述桩头套 设于所述保护套远离所述端盖组件的一端，所述衬垫的底壁预埋有传感器组 件，所述传感器组件与两个电极板连接。

优选的，所述桩头内设有两个凹槽，每一电极板远离所述端盖组件的一 端均容纳于一凹槽。

优选的，所述桩头设有多个第一通孔，所述保护套远离端盖组件一端设 有多个第二通孔，所述第一通孔与所述第二通孔连通。

本发明的油量传感器设有两个电极板，端盖组件设有两个安装槽，绝缘 组件设有两个凹槽，每一电极板的两端分别容纳于一安装槽和一凹槽，安装 简单；两个电极板被固定于端盖组件和绝缘组件之间，不需在套筒上开设插 槽，节约了人力物力，也防止电极板沿着套筒上下移动，油量传感器的整体 结构更稳固。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面 描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的 附图。

图1为本发明一实施例油量传感器的整体结构示意图；

图2为图1中油量传感器的爆炸结构示意图；

图3为图1中沿A-A面的剖面结构示意图；

图4为图1中端盖的结构示意图；

图5为图1中绝缘组件的结构示意图；

图6为图1中套筒的剖面结构示意图；

图7为一电极板与油位高度的平面结构示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步 说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例， 而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有 作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、 后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位 置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应 地随之改变。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广 义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可 以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间 接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有 明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述 术语在本发明中的具体含义。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不 能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。 由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。 另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通 技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应 当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

请参考图1至图7，本发明提出一种油量传感器100，该油量传感器100用 于检测油位高度。

请参考图1和图3，本发明一实施例中，油量传感器100包括电极组件10及 分别连接于所述电极组件10两端的端盖组件20和绝缘组件30，所述电极组件 10包括相互平行的两个电极板11，所述端盖组件20设有两个安装槽21，所述 绝缘组件30设有两个凹槽31，每一电极板11的两端分别容纳于一安装槽21和 一凹槽31。

具体的，两个电极板11的尺寸大小相同，两个电极板11被固定于端盖 组件20和绝缘组件30之间，两个电极板11平行设置，两个安装槽21之间 的距离与两个凹槽31之间的距离相同。安装槽21的厚度与电极板11的厚度 保持一致，以确保电极板11的端部被卡合固定于安装槽21，凹槽31的厚度 与电极板11的厚度保持一致，以确保电极板11的端部被卡合固定于凹槽31， 两个安装槽21与端盖组件20一体成型而成，两个凹槽31与绝缘组件30一 体成型而成。

本发明的油量传感器100的电极板11安装简单，节约人力物力，且整体 结构更稳固。

请参考图2和图7，为了使得该油量传感器100测量更精确，两个所述电 极板11的相对表面均设有两个间隔的金属片12，每一金属片12为直角三角 形结构。该油量传感器100的测量原理：当某一项物理量发生变化，如电极 板面积A、物质的介电常数r、物质的液位高度h等变化，从而引起电容值的 变化，只要测出该电容的值就可以计算出所要测量的相应物理量的变化情况； 在液位高度测量中，发生变化即为液位高度，正是通过电容量的测量来反映 被测液体高度。本实施例中优选每一电极板11覆盖有两片间隔的直角三角形铝片12，两个铝片12的斜边相对设置。如图7所示H为测量电极长度，h为 当前油位高度，ε0为空气的介电常数，ε1为燃油的介电常数，S1、S2、S3、 S4分别为极板面积，C1为左上三角电极的电容，C2为右下三角电极的电容。 已知板式电容的公式为：

设C0为油位高度等于0时三角极板的电容，C1为油位高度等于h时左 上三角电极的电容，C2为油位高度等于h时右下三角电极的电容，则

上式除以下式得：

令则

从图7可知：

S1＝ah/2,

S2＝Ah-ah/2,

a/h＝A/H,

a＝Ah/H,

式(1)中，H为测量电极长度已知，C1和C2通过采集电路 而得到，C0为零油位时的电容可通过采集存储在Flash中，从而解算出M，M/H 已知，可解算出当前高度h。在该原理的推导中，通过运算将介电常数消除， 油位高度h不受介电常数的影响。从而使得测量结果更精确。

进一步的，为了保护电极板11免受外界干扰，电极组件10还包括套筒 13，两个所述电极板11均容纳于所述套筒13，所述套筒13的两端分别容纳 于所述端盖组件20和所述绝缘组件30。

请参考图6，套筒13包括电磁屏蔽护套131及套设于所述电磁屏蔽护套 131的保护套132。传统的油量传感器100只有保护套132，增加电磁屏蔽护 套131用于屏蔽电磁干扰的功能。

进一步的，端盖组件20包括端盖22及盖设于所述端盖22远离所述电极 组件10一端的盖板23，所述端盖22内设有绝缘片24、PCB板25及传感器 26，所述传感器26的两端分别与所述绝缘片24和所述PCB板25连接，所述 绝缘片24与所述电极板11和所述套筒13连接。端盖22包括第一容纳部221 和第二容纳部222，所述第一容纳部221与所述第二容纳部222呈夹角设置， 所述PCB板25容纳于所述第一容纳部221，且所述盖板23盖设于所述第一 容纳部221，所述绝缘片24、所述传感器26均容纳于所述第二容纳部222。 端盖22可以为一体成型的直线型结构，也可以是由第一容纳部221与所述第 二容纳部222两个部件组成的呈夹角设置的结构，当油量传感器100安装于 油箱时，套筒13与油箱内壁形成一夹角设置，该夹角大小为90-180度，油箱 外壳受到外力挤压，夹角的设置使套筒13更容易受到力的作用而被折断，达 到防止燃油外泄导致的险情或污染。第一容纳部221内部设有插头，用于与外接检测系统连接，为了避免PCB板25被燃油腐蚀，在盖板23与第一容纳 部221之间设有密封圈28，该密封圈28采用聚四氟乙烯，聚四氟乙烯对航空 燃油有很好的耐腐蚀特性，同时起到更好的密封作用，进一步的，为了便于 盖板23与端盖组件20的安装，在第一容纳部221与第二容纳部222之间套 设有安装盘27，安装盘27上设有安装孔271，安装孔271与螺钉272配合连 接。其中传感器26为温度传感器，用于检测油量传感器100内部的燃油温度。

进一步的，绝缘组件30包括桩头32及容纳于所述桩头32的衬垫33，所 述桩头32套设于所述保护套132远离所述端盖组件20的一端，所述衬垫33 的底壁预埋有传感器组件34，所述传感器组件34与两个电极板11连接。保 护套132远离所述绝缘组件30一端设有屏蔽接头40，所述屏蔽接头40部分 容纳于所述第二容纳部222。所述屏蔽接头40与所述第二容纳部222螺纹连 接，起到稳定的作用，同时方便油量传感器100的拆卸，衬垫33的起到定位、 绝缘作用。其中传感器组件34为温度传感器，用于测量燃油的温度，根据燃 油温度对应查到燃油的密度，传感器组件34与两个电极板11电连接。

进一步的，桩头32设有多个第一通孔321，所述保护套132远离端盖组 件20一端设有多个第二通孔133，所述第一通孔321与所述第二通孔133连 通。第二通孔133与电极组件10的内部及油量传感器100的外部连通，第二 容纳部222设有多个第三通孔222a，第三通孔222a与电极组件10的内部及 油量传感器100的外部连通。通过设置第一通孔321、第二通孔133和第三通 孔222a，使油量传感器100内部和外部形成压力，消除燃油进入电容传感器内部时的空气阻力，导致油量传感器100测量的航空燃油液面不能实时与外 部实际油面同步变化，防止测试数据不真实。

请参考图4和图5，第二容纳部22设有两个安装槽21，每一电极板11 的一端容纳于一安装槽21。桩头32内设有两个凹槽31，每一电极板11远离 所述端盖组件20的一端容纳于一凹槽31。使得油量传感器100的整体结构更 加稳定，方便拆装。

本发明通过采用板式电极板，在端盖组件和绝缘组件各设有安装槽和凹 槽，使得两个电极板的两端分别固定连接于安装槽和凹槽，不需在套筒内设 插槽，减小了加工难度，节约人力物力，整体结构更稳固。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围， 凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构 变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范 围内。

Claims (10)

1.一种油量传感器，其特征在于，所述油量传感器包括电极组件及分别连接于所述电极组件两端的端盖组件和绝缘组件，所述电极组件包括相互平行的两个电极板，所述端盖组件设有两个安装槽，所述绝缘组件设有两个凹槽，每一电极板的两端分别容纳于一安装槽和一凹槽。

2.如权利要求1所述的油量传感器，其特征在于，两个所述电极板的相对表面均设有两个间隔的金属片，每一金属片为直角三角形结构。

3.如权利要求1或2任一项所述的油量传感器，其特征在于，所述电极组件还包括套筒，两个所述电极板均容纳于所述套筒，所述套筒的两端分别容纳于所述端盖组件和所述绝缘组件。

4.如权利要求3所述的油量传感器，其特征在于，所述套筒包括电磁屏蔽护套及套设于所述电磁屏蔽护套的保护套。

5.如权利要求3所述的油量传感器，其特征在于，所述端盖组件包括端盖及盖设于所述端盖远离所述电极组件一端的盖板，所述端盖内设有绝缘片、PCB板及传感器，所述传感器的两端分别与所述绝缘片和所述PCB板连接，所述绝缘片与所述电极板和所述套筒连接。

6.如权利要求5所述的油量传感器，其特征在于，所述端盖包括第一容纳部和第二容纳部，所述第一容纳部与所述第二容纳部呈夹角设置，所述PCB板容纳于所述第一容纳部，且所述盖板盖设于所述第一容纳部，所述绝缘片、所述传感器均容纳于所述第二容纳部。

7.如权利要求6所述的油量传感器，其特征在于，所述第二容纳部设有两个安装槽，每一电极板的一端容纳于一安装槽。

8.如权利要求3所述的油量传感器，其特征在于，所述绝缘组件包括桩头及容纳于所述桩头的衬垫，所述桩头套设于所述保护套远离所述端盖组件的一端，所述衬垫的底壁预埋有传感器组件，所述传感器组件与两个电极板连接。

9.如权利要求8所述的油量传感器，其特征在于，所述桩头内设有两个凹槽，每一电极板远离所述端盖组件的一端均容纳于一凹槽。

10.如权利要求8所述的油量传感器，其特征在于，所述桩头设有多个第一通孔，所述保护套远离端盖组件一端设有多个第二通孔，所述第一通孔与所述第二通孔连通。